塑料排水板插板機(jī)應(yīng)用及其優(yōu)化改進(jìn)方法

張文生

（中交天航濱海環(huán)?？：焦こ逃邢薰?，天津 300450）

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，在近海灘地圍海造地需求日益增多，沿海地區(qū)工程土質(zhì)基本為軟基，建造水利工程對(duì)軟基處理十分關(guān)鍵。我國(guó)東南沿海地區(qū)有大量軟弱黏土，其壓縮性高，透水性差，不能滿足高等級(jí)堆場(chǎng)工程要求，軟基處理通常需采取處理措施，塑料板排水法操作簡(jiǎn)單，在公路軟基工程處理中得到了廣泛應(yīng)用。塑料排水板固結(jié)法是砂井原理基礎(chǔ)上發(fā)展的新工藝。目前，國(guó)內(nèi)水利工程對(duì)打插塑料排水板適用規(guī)范較少，無(wú)正式成文規(guī)定，對(duì)工藝施工機(jī)械的標(biāo)準(zhǔn)較少。如何選擇適合實(shí)際情況的施工機(jī)械，對(duì)保障施工規(guī)程正確實(shí)施影響重大，從機(jī)械結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、適用程度等方面確定。

1 塑料排水板法施工工藝技術(shù)

塑料排水板法是加速軟基排水固結(jié)的有效方法，將塑料排水板與砂墊層連通，通過(guò)上部荷載作用排出孔隙水，提高地基強(qiáng)度。塑料排水板聯(lián)合堆載預(yù)壓作用形式分為排水與加壓，打設(shè)排水板增加排水通道，堆載附加應(yīng)力提升土體內(nèi)孔壓力，通過(guò)排水通道增加有效應(yīng)力，地基承載力提升。塑料排水板打設(shè)是軟基加固施工中的重要環(huán)節(jié)，插板機(jī)的選型等影響工程工期。塑料板排水法施工工藝為場(chǎng)地平整→塑料排水板樁位放樣→塑料板通過(guò)導(dǎo)管穿出→沉設(shè)導(dǎo)管→提升導(dǎo)管→檢查記錄板位打設(shè)情況→塑料排水板端頭處理。塑料排水板使用前需進(jìn)行檢驗(yàn)，進(jìn)場(chǎng)堆放在現(xiàn)場(chǎng)排水板應(yīng)進(jìn)行覆蓋，塑料排水板芯外包裹透水套易老化。塑料排水板施工深度要求穿透軟層，否則，軟基處理效果不佳。施工前進(jìn)行試打。如可間隔10m 分左中右試點(diǎn)試打，確定打入深度為計(jì)量依據(jù)。排水板插板機(jī)無(wú)刻度，為記錄排水板打入深入，需在插板機(jī)進(jìn)行刻度標(biāo)識(shí)，打入中有明顯進(jìn)尺標(biāo)志。采用自動(dòng)記錄儀采集打入深度，按合同計(jì)量原則確定排水板計(jì)量長(zhǎng)度。

塑料排水板施工前進(jìn)行板位放樣，確保排水板處理寬度滿足規(guī)范要求，施工中以工班為單位做好記錄，軟基橫向標(biāo)明列數(shù)，經(jīng)當(dāng)日施工員驗(yàn)收簽字。塑料排水板施工提升導(dǎo)管中常出現(xiàn)跟帶現(xiàn)象，使排水板處理深度減少，必須進(jìn)行控制，要求靠近跟帶排水板旁重新打設(shè)，插入塑料排水板有足夠深度。避免淤泥等進(jìn)入導(dǎo)管中增大摩擦阻力等。施工中應(yīng)全程監(jiān)控，出現(xiàn)不合格及時(shí)補(bǔ)打。規(guī)范要求排水板垂直度不超過(guò)1.5%，因插板機(jī)無(wú)垂直控制標(biāo)尺，通常在導(dǎo)管架懸掛垂球控制，垂直度取決于工作墊層平整性，做好墊層平整性，不會(huì)出現(xiàn)大的傾斜。施工拔起導(dǎo)管時(shí)，外側(cè)出現(xiàn)許多淤泥，不及時(shí)清理會(huì)與砂墊層混合，必須安排專人清除導(dǎo)管帶出淤泥。插板機(jī)可與袋裝砂井打設(shè)機(jī)械共用，機(jī)械垂直振動(dòng)據(jù)導(dǎo)管斷面確定。塑料排水板與樁尖相連，與樁尖連接方式以楔形固定簡(jiǎn)單。排水板與樁尖連接不好，插入淤泥將通過(guò)樁尖與導(dǎo)管空隙進(jìn)入導(dǎo)管，提升導(dǎo)管脫開(kāi)與樁尖連接，不能固定會(huì)出現(xiàn)跟帶現(xiàn)象，施工中應(yīng)重點(diǎn)控制。

2 塑料排水板插板機(jī)常用機(jī)型

選擇陸上塑料排水板插板機(jī)，需考慮機(jī)械性能，常用的陸上塑料排水板分為挖掘機(jī)改裝、門式插板機(jī)。挖掘機(jī)改裝插板機(jī)機(jī)型使用靈活，但軟基難以承受。履帶式插板機(jī)行走方便，可在組裝底盤后進(jìn)入施工場(chǎng)地組裝其他部件。履帶式插板機(jī)落地面積為4m2，軟基處理后，可承受機(jī)械機(jī)型重量。插板機(jī)受履帶控制垂直度，打插時(shí)平面位置到位，插入深度在10m 以上，插入必須移動(dòng)機(jī)械位置，結(jié)構(gòu)對(duì)墊層局部不平整，導(dǎo)致排水板局部垂直問(wèn)題，由于無(wú)垂直度檢查設(shè)備，導(dǎo)致排水板地基深度排列不均，使得沉降不均。履帶式插板機(jī)機(jī)型插管扁平，交通部頒布規(guī)定，打設(shè)時(shí)回帶長(zhǎng)度不超50cm，插板機(jī)滿足規(guī)定實(shí)施。沿海地區(qū)使用插板機(jī)需考慮海水腐蝕性，施工來(lái)潮提前將電動(dòng)機(jī)拆除，插板機(jī)底盤部位被海潮浸泡，軸承活動(dòng)關(guān)節(jié)部位保護(hù)弱，對(duì)軸承等腐蝕性較大。履帶式插板機(jī)由于基梁低，遇到障礙必須打插排水板，施工難度大。履帶式插板機(jī)運(yùn)作位移靈活，排水板平面位置控制良好，施工中需補(bǔ)打時(shí)，履帶式插板機(jī)可快速補(bǔ)打完畢。履帶式插板機(jī)打設(shè)動(dòng)力為電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)，基礎(chǔ)不穩(wěn)定時(shí)，會(huì)導(dǎo)致地基產(chǎn)生過(guò)大振動(dòng)失穩(wěn)。門式軌道插板機(jī)使用方便，3d 內(nèi)可組裝完畢投產(chǎn)，在軟基處理中使用效果更好。門式插板機(jī)由于軌道落地面積小，需鋪墊枕木減小壓強(qiáng)。移動(dòng)軌道施工煩瑣。通過(guò)調(diào)節(jié)軌道水平度，保證良好的垂直度，使軟基均勻排水。機(jī)管為φ114mm 無(wú)縫鋼管，拔管振動(dòng)大，打10m 回帶30cm，插入深度應(yīng)考慮回帶問(wèn)題。門式軌道插板機(jī)主要部件可提高避潮，笨重鐵件抗海水腐蝕性強(qiáng)。門式軌道插板機(jī)受軌道控制行動(dòng)，對(duì)墊層寬度要求較高，需要加寬墊層，需要補(bǔ)打時(shí)，移動(dòng)機(jī)械麻煩，為工期產(chǎn)生較大影響，插板機(jī)打設(shè)為振動(dòng)式，會(huì)為特殊地基產(chǎn)生失穩(wěn)影響。插板機(jī)不存在基梁低造成施工不便問(wèn)題。門式軌道插板機(jī)所需馬力較小，在動(dòng)力方面較為經(jīng)濟(jì)，打插14m/根長(zhǎng)排水板，根據(jù)地基松軟度，每小時(shí)可打設(shè)40 ～50 根。

3 塑料排水板插板機(jī)施工要點(diǎn)

塑料排水板打設(shè)時(shí)排水板扭結(jié)，淤泥進(jìn)入帶芯堵塞疏水孔，影響排水帶排水，CFG 樁拔管過(guò)快造成局部縮頸，拔管過(guò)慢導(dǎo)致樁頂浮漿增厚，地層淤泥層地下水過(guò)多，掛不住樁靴，遇到淤泥地質(zhì)，需要控制提管速度。塑料排水板堆載預(yù)壓力施工質(zhì)量執(zhí)行《塑料排水板施工規(guī)程》《建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》。在飽和軟土中成樁，樁機(jī)振動(dòng)力小，新打樁對(duì)已打樁作用表現(xiàn)為擠壓，使得已打樁擠成橢圓形，嚴(yán)重產(chǎn)生樁斷。相鄰樁施工應(yīng)隔樁跳打。滿堂布樁不宜從四周轉(zhuǎn)圈向內(nèi)施工，可采用中心向外推進(jìn)方案。由于板帶施工板頭位置有淤泥隨板機(jī)帶泥，要求施工后鏟除，將板頭超排水通透方向彎折，保證砂墊層通透系數(shù)，反濾土工布位置邊溝根據(jù)沉降情況清溝，沉管中必須勻速，重車碾壓未完成區(qū)域回填土，后期反挖施工保證設(shè)備行走勻速。施工安全風(fēng)險(xiǎn)包括施工現(xiàn)場(chǎng)用電安全、高空墜落等方面。電工上崗值班必須兩人同崗，必須堅(jiān)持定期安檢制度，插樁作業(yè)遇到雷雨天需停止作業(yè)。施工用打設(shè)機(jī)架高10 ～25m，材質(zhì)必須符合要求，在機(jī)架檢修施工中使用安全帶。機(jī)械作業(yè)插板機(jī)卷?yè)P(yáng)機(jī)鋼絲繩需經(jīng)常檢查，振動(dòng)錘緊固件必須有防震自鎖裝置。插班作業(yè)必須專人指揮，嚴(yán)防人身傷害。施工前規(guī)劃好土方堆放，施工中，嚴(yán)格控制建筑垃圾對(duì)周圍環(huán)境污染。做好安全文明施工，注意對(duì)周圍建筑物、人行道的清潔衛(wèi)生。挖掘機(jī)械進(jìn)出施工場(chǎng)地，對(duì)出場(chǎng)道路及時(shí)清理污染泥土，施工現(xiàn)場(chǎng)做到工完場(chǎng)清。

4 塑料排水板插拔機(jī)施工技術(shù)改造

在黏土地基條件下進(jìn)行插板，通過(guò)振動(dòng)錘對(duì)準(zhǔn)插孔位下沉，套管頂住錨靴將排水板插入設(shè)計(jì)深度，錨靴同排水板留在土中，由于套管內(nèi)外壓力差使深層黏土擠入套管，排水板不能留在土中，使插板機(jī)無(wú)法正常工作。插拔機(jī)無(wú)法工作原因是錨靴離開(kāi)套管口，打設(shè)中要求套管內(nèi)外壓力差相同，利用水壓補(bǔ)壓裝置抵消套管內(nèi)外壓力差。對(duì)插板機(jī)改造，在套管安裝補(bǔ)壓裝置，排水板插入口設(shè)連接接頭，連接柔性管，附近設(shè)置穩(wěn)定水源，安裝水位傳感器，連接水泵控制器，打設(shè)時(shí)，套管穿入排水板，將積水抽入插板機(jī)套管，振動(dòng)錘將套管打入地底，水位上升至傳感器高度停止注水，套管內(nèi)水位下降，進(jìn)行下一根水板搭設(shè)。

黃驊港河口港區(qū)v 區(qū)物流項(xiàng)目工程為軟基處理工程，處理面積近50 萬(wàn)平米，施工工藝，覆水抽氣真空預(yù)壓及土方堆載預(yù)壓。施工區(qū)域東南側(cè)附近積水較多，采用塑料排水板插板機(jī)搭設(shè)遇到困難，打設(shè)前套管無(wú)異物，完成施工后出現(xiàn)堵管，不及時(shí)清理堵管嚴(yán)重，打設(shè)至深度后排水板不夾帶。現(xiàn)場(chǎng)對(duì)施工區(qū)域泥層鉆孔取樣，采樣土體液性質(zhì)指數(shù)達(dá)1.5，中心區(qū)域土層液性指數(shù)大于1.75，平均含水率達(dá)56%，打設(shè)至設(shè)計(jì)標(biāo)高提起套管，套管內(nèi)外存在較大壓力導(dǎo)致導(dǎo)管淤泥擠入套管。沿海區(qū)域工程，套管外部塑料排水板易被風(fēng)吹飛扭結(jié)，增設(shè)塑料排水板套箍，使排水板保持拉直狀態(tài)。應(yīng)按設(shè)計(jì)要求對(duì)平面布置測(cè)量放樣，目前，施工主要依據(jù)操作人員控制，造成平面位移偏大問(wèn)題問(wèn)題，可利用GPS 系統(tǒng)劃分施工區(qū)，精確排水板施打位置，實(shí)現(xiàn)信息化監(jiān)測(cè)，為塑料排版信息化施工提供思路。插板機(jī)每日插板數(shù)量不足100 根，頻繁出現(xiàn)堵管不夾帶影響施工質(zhì)量，技術(shù)人員對(duì)插板機(jī)進(jìn)行改進(jìn)，改造后平均打設(shè)數(shù)量達(dá)400 根以上，減輕了工人勞動(dòng)強(qiáng)度。

5 結(jié)語(yǔ)

本文采用施工區(qū)易取得水源為補(bǔ)壓裝置，避免淤泥堵塞套管，通過(guò)水位監(jiān)測(cè)裝置控制套管水位，可為同類工程提供借鑒。對(duì)陸上排水插板機(jī)進(jìn)行對(duì)比分析，選用根據(jù)是否適合工程情況，履帶式插板機(jī)具有插設(shè)速度快等優(yōu)點(diǎn)，可在井架上設(shè)置垂直度檢查裝置，使軟基深度均勻分布，保證工程質(zhì)量。塑料排水板施工為隱蔽工程必須有施工人員在場(chǎng)跟蹤，使塑料排水板打入深度符合要求，覆蓋上砂墊層使其豎直方向形成暢通排水通道。